JPH06104505A - 磁気抵抗センサおよびそれを用いた磁気ヘッドおよび磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出電流を大きくした場合の通電に伴う磁界
感度の低下が小さく、感磁部の破断も生じにくい磁気抵
抗センサを提供する。 【構成】 磁気抵抗性導電層２の基体１とは反対側の面
に接して保護層３を設ける。保護層３の上に、磁気抵抗
性導電層２にバイアス磁界を発生させるバイアス層５
と、磁気抵抗性導電層２の感磁部４に電流を供給するた
めの一対の電極６を順に設ける。保護層３はチタン、バ
ナジウム、クロム、ジルコニウム、モリブデン、ニオ
ブ、ハフニウム、タンタルおよびタングステンから成る
第１群より選ばれた少なくとも１種の元素と、窒素、炭
素、硼素および珪素から成る第２群より選ばれた少なく
とも１種の元素との化合物とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、磁気ディスク装置、
磁気テープ装置あるいはフロッピーディスク装置などの
磁気記憶装置の磁気ヘッドとして好適に用いられる磁気
抵抗センサ、およびその磁気抵抗センサを用いた磁気ヘ
ッドおよび磁気記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報化社会の進行と共に日常的に
扱う情報量は増加の一途をたどっており、これに伴っ
て、より高い記録密度とより高い記憶容量を持つ磁気記
憶装置が要求されて来ている。

【０００３】代表的な磁気記憶装置である磁気ディスク
装置では、記録密度を高くしていった場合、一般に、従
来の電磁誘導型磁気ヘッドでは再生出力が低下し、磁気
ディスクに記録した情報の再生が困難になる。このた
め、例えば特開昭５１−４４９１７号公報に記載されて
いるように、記録用磁気ヘッドと再生用磁気ヘッドを別
構成とし、再生用として磁気抵抗効果を利用する磁気ヘ
ッド（いわゆる磁気抵抗型ヘッド）を用いることが提案
されている。磁気抵抗型ヘッドは、電磁誘導型ヘッドに
比べて、記録密度を高くした場合にも比較的高い再生出
力が得られる利点がある。磁気抵抗型ヘッドに用いられ
る素子は、「磁気抵抗センサ」と呼ばれる磁気−電気変
換器である。

【０００４】「磁気抵抗センサ」は、セラミックなどか
らなる基体と、その基体上に形成された磁気抵抗効果を
示す強磁性材料の薄膜、すなわち磁気抵抗性導電層とを
備えて構成され、その磁気抵抗性導電層に感磁部が形成
される。磁界を検出する際には、この感磁部に検出電流
を流しておき、検出すべき外部磁界によって感磁部の電
気抵抗値が変化することを利用して、その電気抵抗値の
変化を感磁部の両端の電圧変化として取り出す。

【０００５】すでに知られているように、磁気抵抗セン
サを最適に動作させるためには、外部磁界に対する応答
が直線的になるように、感磁部にバイアス磁界を印加す
る必要がある。このバイアス磁界の方向は一般に、感磁
部の磁気抵抗性導電層に平行で且つ検出電流の方向に垂
直な方向である。このようなバイアス磁界を印加する有
効な方法として、米国特許第３，８６４，７５１号明細
書に開示されているように、非磁性スペーサ層によって
磁界検出部と隔てて配置された軟磁性層からの漏洩磁界
を利用する「軟磁性層バイアス法」がある。

【０００６】米国特許第４，６６３，６８５号明細書に
は、非磁性スペーサ層に好適な材料としてタンタルが開
示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電磁誘導型
磁気ヘッドに比べて高い再生出力の得られる磁気抵抗型
ヘッドにおいても、今後の急速な記録密度の高度化に対
応するには、いっそうの高出力化が必要と考えられる。

【０００８】磁気抵抗型ヘッドでは、感磁部に流す検出
電流を大きくすることにより、再生出力を大きくするこ
とができる。しかし、検出電流をあまり大きくすると感
磁部が直ちに破断してしまう。また、通電直後には磁界
検出部が破断しない程度の検出電流でも、通電開始から
破断に至るまでの時間が短くなる、あるいは、通電時間
の増加に伴って磁界感度が低下するなど、磁気抵抗ヘッ
ドの寿命に悪影響を及ぼす。したがって、従来の磁気抵
抗型ヘッドでは、今後の急速な記録密度の高度化に対応
できるように検出電流を増加することはできないという
問題がある。

【０００９】そこで、この発明の目的は、検出電流を大
きくしても、通電時間の増加に伴って磁界感度が低下し
難く且つ感磁部が破断する恐れが少ない磁気抵抗センサ
を提供することにある。

【００１０】この発明の他の目的は、従来より高い再生
出力が得られ、例えば１平方インチ当たり６００メガビ
ット程度の高密度で記録された情報を感度良く再生する
ことができる磁気ヘッドを提供することにある。

【００１１】この発明のさらに他の目的は、高い信頼性
をもって、例えば１平方インチ当たり６００メガビット
程度の高密度で情報の記録・再生が可能な磁気記憶装置
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

（１） この発明の磁気抵抗センサは、基体上に形成さ
れた磁気抵抗性導電層と、その磁気抵抗性導電層の少な
くとも一部分でバイアス磁界を発生させる、前記基体上
に形成されたバイアス層とを有する磁気抵抗センサにお
いて、前記磁気抵抗性導電層に隣接してその磁気抵抗性
導電層を保護する保護層が形成されており、且つその保
護層が、通電に伴ってその磁気抵抗性導電層に生じるエ
レクトロマイグレーション現象を抑制する機能を持つ物
質より形成されていることを特徴とする。

【００１３】前記保護層は、通電に伴ってその磁気抵抗
性導電層に生じるエレクトロマイグレーション現象を抑
制する機能を持つ物質であればよい。具体的には、チタ
ン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、モリブデン、
ニオブ、ハフニウム、タンタルおよびタングステンから
成る第１群より選ばれた少なくとも１種の元素と、窒
素、炭素、硼素および珪素から成る第２群より選ばれた
少なくとも１種の元素との化合物が挙げられる。

【００１４】前記保護層の材質は、チタン、バナジウム
などの前記第１群の少なくとも１種の単体元素と前記第
２群の少なくとも１種の単体元素との化合物、すなわ
ち、前記第１群の少なくとも１種の単体元素の窒化物、
炭化物、硼化物あるいは珪化物などとすればよい。しか
し、前記第１群の元素については、例えばニオブとタン
タル、ニオブとジルコニウム、ニオブとタングステン、
バナジウムとクロム、バナジウムとジルコニウム、タン
グステンとクロム、チタンとタンタルなど、前記第１群
の２種あるいは３種以上の元素同士からなる合金を用い
てもよい。

【００１５】前記第２群の元素についても同様であり、
前記第２群の単体元素であってもよいし、前記第２群の
２種あるいは３種以上の元素同士からなる化合物であっ
てもよい。

【００１６】前記保護層を、前記第１群の元素同士の合
金、例えばＺｒＮｂ、ＴｉＶ、ＴａＣｒ、ＷＮｂあるい
はＷＭｏと、前記第２群の少なくとも１種の元素との化
合物により形成した場合、これら合金は比抵抗が高く、
検出電流の前記保護層あるいはバイアス層への分流が低
く抑えられる結果、電流効率が高くなる利点が得られ
る。

【００１７】前記保護層は、この発明の効果を得るに
は、前記磁気抵抗性導電層に接触して形成されるのが好
ましい。この場合、前記保護層を、前記磁気抵抗性導電
層の前記基体とは反対側の面に接触して配置するのがよ
い。

【００１８】また、前記保護層は、前記磁気抵抗性導電
層と前記バイアス層とを磁気的に隔離する機能を有して
いるのが好ましい。こうすると、この機能を持つ層を別
個に設ける必要がなくなる利点がある。

【００１９】しかし、前記保護層を介して前記磁気抵抗
性導電層と前記バイアス層との間に作用する磁気的相互
作用を抑制するための非磁性スペーサ層を別個に設けて
もよい。こうすると、前記保護層にピンホールが生じて
も、そのピンホールを介して前記磁気抵抗性導電層と前
記バイアス層との間に生じる磁気的相互作用が抑制また
は完全に除去されるので、良好なバイアス特性が得られ
る。

【００２０】前記非磁性スペーサ層は、前記保護層と前
記バイアス層との間に配置してもよいし、前記磁気抵抗
性導電層と前記保護層との間に配置してもよい。

【００２１】前記基体は、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₅−ＴｉＣ
などの非磁性セラミック材料などから形成することがで
き、その構成および材料は特に限定されない。

【００２２】前記磁気抵抗性導電層は、磁気抵抗効果を
示す導電層であれば特に限定されず、例えばＮｉ−Ｆｅ
合金、ＮｉＦｅＣｏ合金が使用できる。

【００２３】前記バイアス層は、前記磁気抵抗性導電層
の少なくとも一部でバイアス磁界を発生する層であれば
特に限定されない。先に述べた従来の「軟磁性膜バイア
ス法」を利用するＮｉＦｅＮｂなどの軟磁性薄膜でもよ
いし、Ｃｏ₇₀Ｃｒ₁₀Ｐｔ₂₀などの永久磁石薄膜でもよ
い。

【００２４】（２） この発明の磁気ヘッドは、情報再
生用として上記（１）の磁気抵抗センサを備えているこ
とを特徴とするものである。

【００２５】（３） この発明の磁気記憶装置は、上記
（２）の磁気ヘッドを備えていることを特徴とするもの
である。

【００２６】この磁気記憶装置では、情報記録密度を１
平方インチ当たり６００メガビット以上とする場合は、
平均故障間隔が１５万時間以上、情報記録密度を１平方
インチ当たり３００メガビット以上とする場合は、平均
故障間隔が３０万時間以上となる。

【００２７】

【作用】この発明の磁気抵抗センサにおいて、前記保護
層によって前記磁気抵抗性導電層の感磁部の磁界感度の
低下が抑制される機構は次のように推定される。

【００２８】すなわち、検出電流を大きくした場合に感
磁部が破断に至るまでの時間が短くなるのは、感磁部を
構成する物質の原子が電子の流れに伴って移動して生じ
る「エレクトロマイグレーション」現象が、電流値の増
加に伴って加速されるためである。この発明のように、
磁気抵抗性導電層に接触してあるいはスペーサ層を介し
て保護層を形成すると、この原子の移動が抑制されるた
め、エレクトロマイグレーション現象が発生し難くなる
というものである。

【００２９】一般に、磁気抵抗性導電層はバイアス層よ
りも電流密度が大きいから、保護層を設けることによ
り、磁気抵抗性導電層のエレクトロマイグレーション現
象を効果的に抑制することができると考えられる。

【００３０】また、このようにしてエレクトロマイグレ
ーション現象が抑制されるため、長時間通電しても感磁
部が破断し難くなる。

【００３１】この発明の磁気ヘッドでは、このような磁
気抵抗センサを用いるため、検出電流を大きくすること
によって高い再生出力を得ることができる。

【００３２】この発明の磁気記憶装置では、このような
磁気ヘッドを用いるので、例えば１平方インチ当たり６
００メガビット程度の高密度で情報の記録・再生が可能
となある。また、磁気記録媒体の表面からの磁気ヘッド
浮上量を高く設定できるため、１平方インチ当たり６０
０メガビットの高密度で、１５万時間以上の平均故障間
隔（Mean Time Between Failure： ＭＴＢＦ）を実現す
ることができる。記録密度を１平方インチ当たり３００
メガビットとした場合には、３０万時間以上の平均故障
間隔を実現することができる。

【００３３】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面を参照し
ながら説明する。

【００３４】［第１実施例］図１はこの発明の第１実施
例の磁気抵抗センサを示す。この磁気抵抗センサでは、
Ａｌ₂Ｏ₅−ＴｉＣからなる板状の基体１上に、Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金薄膜（厚さ３０ｎｍ）からなる磁気抵抗効果を生
じる磁気抵抗性導電層２が形成してあり、その磁気抵抗
性導電層２上には、Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜（厚さ２０ｎ
ｍ）からなる保護層３が形成してある。その保護層３上
には、磁気抵抗性導電層２の感磁部４に対してバイアス
磁界を発生する、ＮｉＦｅＮｂ軟磁性薄膜（厚さ４０ｎ
ｍ）からなるバイアス層５が形成してある。そのバイア
ス層５上には、Ｃｕ薄膜（厚さ１００ｎｍ）からなる一
対の電極６が形成してあり、それら一対の電極６の間が
感磁部４として設定してある。検出電流は、一対の電極
６よりバイアス層５および保護層３を介して磁気抵抗性
導電層２に供給される。磁気抵抗性導電層２からの出力
信号は、保護層３およびバイアス層５を介して一対の電
極６より外部に取り出される。

【００３５】この実施例では、保護層３を磁気抵抗性導
電層２の基体１とは反対側の面に接触して設けているた
め、磁気抵抗性導電層２のエレクトロマイグレーション
現象を効果的に抑制することができる。

【００３６】Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜からなる保護層３は、
磁気抵抗性導電層２の保護だけでなく、磁気抵抗性導電
層２とバイアス層５を磁気的に隔離するための非磁性ス
ペーサ層としての役割も果たすものである。したがっ
て、この実施例では、非磁性スペーサ層を別個に設ける
必要がない利点がある。

【００３７】以上の構成を持つ磁気抵抗センサは次のよ
うにして製造される。まず、Ａｌ₂Ｏ₅−ＴｉＣの基体１
の上に、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、磁気抵抗
性導電層２としての厚さ３０ｎｍのＮｉ−Ｆｅ合金薄膜
を形成する。次に、Ａｒスパッタガス中に窒素ガスを５
０％導入し、反応性スパッタ法により、保護層３として
の厚さ２０ｎｍのＺｒ−Ｎ化合物薄膜をＮｉ−Ｆｅ合金
薄膜の上に形成する。続いて、ＤＣマグネトロンスパッ
タ法により、Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜の上に、バイアス層５
としての厚さ４０ｎｍのＮｉＦｅＮｂ軟磁性薄膜、およ
び一対の電極６としての厚さ１００ｎｍのＣｕ薄膜を順
に形成する。こうして図１の磁気抵抗センサが得られ
る。

【００３８】以上の構成を持つ磁気抵抗センサを実際に
製作し、一対の電極６よりこれに通電して、このセンサ
の電流密度に対する磁界感度（単位磁界当たりの抵抗変
化率）の変化を測定した。また、比較例として、この実
施例のＺｒ−Ｎ化合物に代えて、保護層５を非磁性スペ
ーサ層として好適な公知のタンタルにより形成した磁気
抵抗センサを実際に製作し、同じ条件で電流密度に対す
る磁界感度の変化を測定した。その結果を図２に示す。
図２において、曲線７はこの発明のセンサのものであ
り、曲線８は比較例のセンサのものである。

【００３９】図２より、この発明の磁気抵抗センサで
は、比較例の磁気抵抗センサに比べて、高い電流密度ま
で磁界感度が低下しておらず、したがって、磁界感度を
低下させずに比較例の約２倍の大きな電流を流すことが
可能であることが分かる。この結果から、保護層３で磁
気抵抗性導電層２の片面を覆うことにより、通電に伴う
磁界感度の低下を抑制できることが理解される。

【００４０】なお、バイアス層５として、ＮｉＦｅＮｂ
軟磁性薄膜に代えてＣｏ₇₀Ｃｒ₁₀Ｐｔ₂₀からなる永久磁
石膜を形成し、その他は上記と同じ構成とした磁気抵抗
センサを製作した。そして、電流密度に対する磁界感度
を測定したところ、上記と同じ結果が得られた。

【００４１】［第２実施例］図３はこの発明の第２実施
例の磁気抵抗センサを示す。第２実施例は、第１実施例
における次のような難点を解決するものである。

【００４２】第１実施例では、Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜から
なる保護層３が、磁気抵抗性導電層２とバイアス層５を
磁気的に隔離する非磁性スペーサ層の役割も果たしてい
る。しかし、非磁性スペーサ層としてのＺｒ−Ｎ化合物
薄膜には、タンタル等の金属製薄膜に比べてピンホール
欠陥が生じ易いという難点がある。ピンホール欠陥が発
生すると、Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜のピンホールを介して磁
気抵抗性導電層２とバイアス層５とが直接的に磁気的結
合するため、良好なバイアス特性が得られなくなる。こ
の現象は、Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜の厚さが２０ｎｍ以下の
場合に特に顕著になる。この第２実施例によれば、この
問題は解決される。

【００４３】第２実施例の磁気抵抗センサでは、図３に
示すように、ＺｒＯ₂からなる基体１の上に直接、Ｃｕ
薄膜（厚さ４０ｎｍ）からなる一対の電極６が形成して
あり、それら一対の電極６の間が感磁部４としてある。
一対の電極６の上には、ＮｉＦｅＣｏ合金層（厚さ１．
５ｎｍ）とＣｕ層（厚さ２ｎｍ）を交互にそれぞれ３０
層積層して構成した磁性人工格子薄膜からなる磁気抵抗
性導電層２と、第１実施例と同じＺｒ−Ｎ化合物薄膜
（厚さ１０ｎｍ）からなる保護層３と、タンタル薄膜
（厚さ５ｎｍ）からなる非磁性スペーサ層９と、第１実
施例と同じＮｉＦｅＮｂ軟磁性薄膜（厚さ４０ｎｍ）か
らなる磁性膜バイアス層５とが順に形成してある。

【００４４】このような構成を持つ磁気抵抗センサは、
第１実施例とほぼ同様にして製造される。まず、基体１
の上に、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、一対の電
極６として厚さ４０ｎｍのＣｕ薄膜を形成し、その上
に、厚さ１．５ｎｍのＮｉＦｅＣｏ合金層と厚さ２ｎｍ
のＣｕ層を交互にそれぞれ３０層配置してなる磁性人工
格子膜を形成し、磁気抵抗性導電層２とする。

【００４５】次に、第１実施例と同じ条件の反応性スパ
ッタ法により、磁気抵抗性導電層２の上に、保護層３と
しての厚さ１０ｎｍのＺｒ−Ｎ化合物薄膜を形成する。
その後、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、そのＺｒ
−Ｎ化合物薄膜の上に非磁性スペーサ層９としての厚さ
５ｎｍのタンタル薄膜を形成し、さらにその上に、軟磁
性膜バイアス層５としての厚さ４０ｎｍのＮｉＦｅＮｂ
軟磁性薄膜を形成する。こうして図３の磁気抵抗センサ
が得られる。

【００４６】この磁気抵抗センサを実際に製作し、第１
実施例と同様にして電流密度の増加に対する磁界感度の
変化を測定した。また、比較例として、この実施例のＺ
ｒ−Ｎ化合物薄膜よりなる保護層３とタンタル薄膜より
なる非磁性スペーサ層９とに代えて、タンタル薄膜（厚
さ１５ｎｍ）を非磁性スペーサ層として形成した磁気抵
抗センサを実際に製作し、同じ条件で電流密度に対する
磁界感度の変化を測定した。

【００４７】その結果、この第２実施例の磁気抵抗セン
サでは、比較例の磁気抵抗センサに比べて、磁界感度が
低下しない範囲で約１．８倍の大きな電流を流すことが
可能であった。また、タンタルの非磁性スペーサ層９を
設けているため、Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜よりなる保護層３
の厚さを１０ｎｍと薄くしたにもかかわらず、ピンホー
ル欠陥に起因するバイアス特性の劣化は見られなかっ
た。

【００４８】なお、バイアス層５として、ＮｉＦｅＮｂ
軟磁性薄膜に代えてＣｏ₇₀Ｃｒ₁₀Ｐｔ₂₀永久磁石膜を形
成し、その他は上記と同じ構成とした磁気抵抗センサを
製作して、電流密度に対する磁界感度を測定したとこ
ろ、上記と同じ結果が得られた。

【００４９】［第３実施例］図４はこの発明の第３実施
例の磁気抵抗センサを示す。第３実施例は、第２実施例
における保護層３と非磁性スペーサ層９の位置を入れ替
えたものに相当する。この第３実施例においても、第２
実施例の磁気抵抗センサと同じ結果が得られた。

【００５０】また、バイアス層５として、ＮｉＦｅＮｂ
軟磁性薄膜に代えてＣｏ₇₀Ｃｒ₁₀Ｐｔ₂₀永久磁石膜を形
成し、その他は上記と同じ構成とした磁気抵抗センサを
製作して、電流密度に対する磁界感度を測定したとこ
ろ、同じ結果が得られた。

【００５１】［第４実施例］図５は、この発明の磁気ヘ
ッドの１実施例を示す。この磁気ヘッドは、上記第１実
施例の磁気抵抗センサを用いて構成してあり、この磁気
抵抗センサを情報再生用として用い、情報記録用として
電磁誘導型ヘッドを別個に設けたいわゆる録再分離型ヘ
ッドとしている。

【００５２】図５において、スライダ用基体１７は、Ａ
ｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣを主成分とする燒結体から形成してあ
る。スライダ用基体１７の上には、厚さ１μｍのＮｉＦ
ｅ合金膜からなる一対の磁気シールド層１２、１３が形
成してあり、それら磁気シールド層１２、１３の間に磁
気抵抗センサ１１が配置してある。磁気抵抗センサ１１
には、一対の電極６を通じて電流が供給される。磁気シ
ールド層１３の基体１７と反対側には、磁気シールド層
１３に近接して厚さ３μｍのＮｉＦｅ合金膜からなる一
対の記録磁極１５、１６が形成してあり、それら記録磁
極１５、１６の間には厚さ３μｍのＣｕ薄膜からなるコ
イル１４が配置してある。

【００５３】一対の磁気シールド層１２、１３と磁気抵
抗センサ１１との間には、それぞれ厚さ０．２μｍのＡ
ｌ₂Ｏ₃のギャップ層（図示省略）が形成してあり、一対
の記録磁極１５、１６の間には、厚さ０．４μｍのＡｌ
₂Ｏ₃のギャップ層（図示省略）が形成してある。また、
磁気シールド層１３と記録磁極１５との間には、厚さ約
４μｍのＡｌ₂Ｏ₃のギャップ層（図示省略）が形成して
あり、このギャップ層により再生ヘッド部と記録ヘッド
部との間隔を約４μｍに設定している。

【００５４】上記第１実施例の磁気抵抗センサ１１は、
一対の磁気シールド層１２、１３で挟まれた部分が再生
ヘッド部を構成し、コイル１４とそのコイル１４を挟む
一対の記録磁極１５、１６が記録ヘッド部を構成する。

【００５５】以上の構成を持つ磁気ヘッドは、磁気シー
ルド層１２、１３および記録磁極１５、１６を構成する
ＮｉＦｅ合金膜、コイル１４を構成するＣｕ薄膜および
ギャップ層を構成するＡｌ₂Ｏ₃膜を公知のスパッタ法を
用いて形成することにより、容易に製作することができ
る。

【００５６】この磁気ヘッドを実際に製作し、磁気抵抗
センサ１１に通電して電流密度に対する磁界感度の変化
を調べた。また、第１実施例で比較例として製作した磁
気抵抗センサ、すなわち保護層５としてのＺｒ−Ｎ化合
物薄膜に代えてタンタル層を設けたものを用いて、これ
と同一構成の磁気ヘッドを実際に製作し、同じ条件で電
流密度に対する磁界感度の変化を測定した。

【００５７】その結果、第１実施例の磁気抵抗センサ１
１を用いたこの発明の磁気ヘッドでは、比較例の磁気抵
抗センサを用いた磁気ヘッドに比べて、磁界感度が低下
しない範囲で約１．５倍大きな電流を流すことが可能で
あった。これは、再生ヘッド部の磁気抵抗センサ１１に
供給する検出電流を５割ほど大きな値に設定できること
を意味する。

【００５８】そこで、記録層としてＣｏＣｒＰｔ薄膜を
備えたディスク状磁気記録媒体に対して、１平方インチ
当たり６００メガビットの高密度で情報の記録・再生を
行なったところ、比較例の磁気抵抗センサを用いた磁気
ヘッドに比べて約５割大きな再生出力が得られた。

【００５９】［第５実施例］図６は、この発明の磁気記
憶装置の１実施例を示す。この磁気記憶装置は、ＣｏＣ
ｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔなどの強磁性薄膜からなる記録膜
を持つディスク状磁気記録媒体１８を備えている。これ
ら磁気記録媒体１８は、駆動部１９によって回転駆動さ
れる。磁気ヘッド２０としては、上記第４実施例の録再
分離型磁気ヘッドを用いている。磁気ヘッド２０の数
は、磁気記録媒体１８の数に応じて設定される。例えば
磁気記録媒体１８が１〜９枚収容されている場合は、例
えば２〜１８個の磁気ヘッド２０が組み込まれる。磁気
ヘッド２０は、駆動手段２１によって駆動・制御され
る。なお２２は記録・再生信号処理系である。

【００６０】以上の構成を持つ磁気記憶装置を実際に製
作し、磁気記録媒体１８に対して情報の記憶・再生を行
なって情報記憶容量を調査した。併せて、上記第４実施
例で述べた比較例の磁気ヘッドを用いて磁気記憶装置を
実際に製作し、同様の調査を行なった。その結果、この
発明の情報記憶装置では、比較例の情報記憶装置に比べ
て１．４倍以上の情報記憶容量が得られることが分かっ
た。

【００６１】また、磁気記録媒体１８として、非磁性Ｃ
ｒ合金薄膜（厚さ５ｎｍ）を間に挟んで２枚のＣｏＣｒ
Ｐｔ磁性薄膜（厚さ１０ｎｍ）を積層してなる３層構造
の記録膜を持つものを用い、磁気ヘッド２０の磁気記録
媒体１８表面からの浮上量を８０ｎｍに設定すると、１
平方インチ当たり６００メガビットの高密度で且つ高い
信頼性をもって情報を記録・再生することができた。し
かも、磁気記憶装置の寿命が伸び、１５万時間の平均故
障間隔（ＭＴＢＦ）が達成された。

【００６２】これと同じ３層構造の記録膜を持つ磁気記
録媒体１８を用い、情報記録密度を１平方インチ当たり
３００メガビットに設定した場合、磁気ヘッド２０の浮
上量を１１０ｎｍに設定して記録・再生することがで
き、３０万時間の平均故障間隔が達成できた。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の磁気抵
抗センサによれば、検出電流を大きくしても、通電時間
の増加に伴って磁界感度が低下し難く、また感磁部の破
断も生じ難い。このため、従来の磁気抵抗センサに比べ
て、寿命を短くすることなく検出電流を大きくすること
ができる。

【００６４】この発明の磁気ヘッドによれば、従来より
高い再生出力が得られ、例えば１平方インチ当たり６０
０メガビット程度の高密度で記録された情報を感度良く
再生することが可能である。

【００６５】この発明の磁気記憶装置によれば、高い信
頼性をもって、例えば１平方インチ当たり６００メガビ
ット程度の高密度で情報の記録・再生が可能であり、し
かもその場合に例えば平均故障間隔が１５万時間以上と
いう長寿命が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の磁気抵抗センサの第１実施例の部分
断面図である。

【図２】上記第１実施例の磁気抵抗センサの電流密度に
対する磁界感度の変化を示すグラフである。

【図３】この発明の磁気抵抗センサの第２実施例の部分
断面図である。

【図４】この発明の磁気抵抗センサの第３実施例の部分
断面図である。

【図５】この発明の磁気ヘッドの１実施例の要部斜視図
である。

【図６】（ａ）はこの発明の磁気記憶装置の１実施例の
概略平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ’線に沿った断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 基体 ２ 磁気抵抗性導電層 ３ 保護層 ４ 磁気抵抗性導電層の感磁部 ５ バイアス層 ６ 電極 ９ 非磁性スペーサ層 １１ 磁気抵抗センサ １２ 磁気シールド層 １３ 磁気シールド層 １４ コイル １５ 記録磁極 １６ 記録磁極 １７ スライダ用基体 １８ 磁気記録媒体 １９ 磁気記録媒体駆動部 ２０ 磁気ヘッド ２１ 磁気ヘッド駆動部 ２２ 記録・再生信号処理系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 10/14 (72)発明者 古澤 健志 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 城石 芳博 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体上に形成された磁気抵抗性導電層
   と、その磁気抵抗性導電層の少なくとも一部分でバイア
   ス磁界を発生させる、前記基体上に形成されたバイアス
   層とを有する磁気抵抗センサにおいて、 前記磁気抵抗性導電層に隣接してその磁気抵抗性導電層
   を保護する保護層が形成されており、且つその保護層
   が、通電に伴ってその磁気抵抗性導電層に生じるエレク
   トロマイグレーション現象を抑制する機能を持つ物質よ
   り形成されていることを特徴とする磁気抵抗センサ。
2. 【請求項２】 前記保護層が、チタン、バナジウム、ク
   ロム、ジルコニウム、モリブデン、ニオブ、ハフニウ
   ム、タンタルおよびタングステンから成る第１群より選
   ばれた少なくとも１種の元素と、窒素、炭素、硼素およ
   び珪素から成る第２群より選ばれた少なくとも１種の元
   素との化合物から成っている請求項１に記載の磁気抵抗
   センサ。
3. 【請求項３】 前記保護層が、前記第１群の元素同士の
   合金と、前記第２群より選ばれた少なくとも１種の元素
   との化合物から成っている請求項２に記載の磁気抵抗セ
   ンサ。
4. 【請求項４】 前記保護層が、前記磁気抵抗性導電層の
   前記基体とは反対側の面に接触して形成されている請求
   項１〜３のいずれかに記載の磁気抵抗センサ。
5. 【請求項５】 前記保護層が、前記磁気抵抗性導電層と
   前記バイアス層とを磁気的に隔離する機能を有している
   請求項１〜４のいずれかに記載の磁気抵抗センサ。
6. 【請求項６】 前記保護層を介して前記磁気抵抗性導電
   層と前記バイアス層との間に作用する磁気的相互作用を
   抑制するための非磁性スペーサ層を備えている請求項１
   〜５のいずれかに記載の磁気抵抗センサ。
7. 【請求項７】 前記非磁性スペーサ層が、前記保護層と
   前記バイアス層との間に配置されている請求項６に記載
   の磁気抵抗センサ。
8. 【請求項８】 前記非磁性スペーサ層が、前記磁気抵抗
   性導電層と前記保護層との間に配置されている請求項６
   に記載の磁気抵抗センサ。
9. 【請求項９】 前記バイアス層が、前記保護層に接触し
   て形成された軟磁性層である請求項１〜８のいずれかに
   記載の磁気抵抗センサ。
10. 【請求項１０】 前記バイアス層が、前記保護層に接触
    して形成された永久磁石層である請求項１〜８のいずれ
    かに記載の磁気抵抗センサ。
11. 【請求項１１】 情報再生用として請求項１〜１０のい
    ずれかに記載の磁気抵抗センサを備えていることを特徴
    とする磁気ヘッド。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の磁気ヘッドを備え
    ていることを特徴とする磁気記憶装置。
13. 【請求項１３】 情報記録密度が１平方インチ当たり６
    ００メガビット以上で、平均故障間隔が１５万時間以上
    である請求項１２に記載の磁気記憶装置。
14. 【請求項１４】 情報記録密度が１平方インチ当たり３
    ００メガビット以上で、平均故障間隔が３０万時間以上
    である請求項１２に記載の磁気記憶装置。